深夜的長江之上,263.8米高的南京新生圩長江大橋主塔巍然屹立,璀璨燈光映入江心,勾勒出橫跨波濤的千米長虹。自11月26日大橋正式通車,棲霞大道至江北大道通行時間從1小時縮減至10分鐘,一江之隔的時空距離被徹底打破。
南京新生圩長江大橋是「十四五」期間南京城市發展重大工程項目,全長約13.17公里,主線設計時速80公里,採用雙向六車道城市快速路標準,由跨江大橋、烏龍山隧道、南北引橋及錨碇等核心結構組成。「跨江主橋為主跨1760米的單跨吊鋼箱樑懸索橋,跨徑居同類型橋樑國內第一、世界第三。」二航局項目副經理李向陽表示,這座千米長虹的背後,是一段用智慧征服天塹、以匠心雕琢毫厘的非凡征程。
張迪 梁秋儀
錨碇攻堅 跨越十八米高差技術天塹
距離南岸橋塔兩公里處的南錨碇,是大橋關鍵承重部位,由二航局承建。該錨碇採用地下連續牆基礎,外徑65米,最大深度63米,基坑開挖深度58.4米,在同類型、同截面基坑中屬世界之最。總重量超50萬噸的南錨碇,如同「定海神針」牢牢鎖定主纜,支撐大橋跨越千米江面,其穩固性直接決定着整座橋樑的長期安全。
「打好地連牆基礎是基坑開挖的關鍵,但軟土中開挖深槽極易坍塌,必須做好加固。」項目總工程師郭佳嘉道出核心難題。傳統加固工藝多採用高壓旋噴樁和水泥攪拌樁,僅能應對30米以內的牆體加固,而南錨碇需加固深度達48米,這18米的高差成為橫亘在團隊面前的「技術天塹」。「這裏是淤泥質土,含水量大、強度低,且土層分布不均,48米超深牆體一旦失穩,不僅會造成巨額經濟損失,更可能危及施工人員安全,絕不能拿工程安全賭運氣。」郭佳嘉態度堅決。
開工在即,團隊陷入僵局。此時,郭佳嘉提出嘗試SMC工法。該技術融合雙輪銑削成槽與深層水泥土攪拌工藝,常用於防滲牆、地基加固等工程,具有成牆質量好、地層適應性強、施工效率高的顯著優勢,但此前從未涉足橋樑領域,跨界應用意味着無先例可循,風險巨大。
「最初我也猶豫,但從技術原理來看,它完全契合我們的施工需求。」郭佳嘉坦言。項目團隊最終選擇創新突破,他帶頭埋首海量數據與文獻,建立槽壁及周圍土體三維有限元模型,反覆模擬計算,完成《超深錨碇基礎SMC工法槽壁力學性能研究》論文,為此次跨界嘗試提供了堅實的理論支撐。
紙上得來終覺淺。為驗證SMC工法的可行性,郭佳嘉帶領團隊開展嚴謹的實踐論證:組織專業力量補充地質勘察,進一步摸清地下土層的力學特性;聯合南京其他重點項目團隊、分包單位及行業資深專家反覆研討,摸清各類風險點。最終,項目團隊用專業數據與詳實成果分析,成功說服業主及各方單位,首創圓形錨碇基礎地連牆內外雙層SMC槽壁加固工法。實踐證明創新成效顯著:原本需要4台設備耗時4個月的加固工作,新工法僅用1台設備、2個月便高效完成,專業檢測顯示,加固後的槽壁變形極小,完全滿足地連牆垂直度、厚度及整體質量要求。這一突破獲得業界高度認可,2022年7月相關技術獲評國際領先水平,2023年先後斬獲中國交通運輸協會科學技術獎一等獎、中國公路建設行業科技進步獎一等獎,為國內同類型橋樑建設提供了寶貴的可複製經驗。
纜索織虹 「高空紡絲」鎖定毫米精度
「我們終於成功了!」2022年12月20日,200多米高的施工現場爆發出雷鳴般的歡呼,二航局負責的主纜索股全部架設完成,歷時數月的「高空紡絲」任務圓滿收官,李向陽心頭懸着的石頭終於落地。
主纜是大橋的「生命線」,直接承載全橋重量。新生圩長江大橋共設2根主纜,每根由169根索股組成,單根索股含127絲直徑5.4毫米的鋅鋁合金高強鋼絲,單股長約3108米、重71噸。全橋主纜重約2.5萬噸,公稱抗拉強度2100兆帕,是目前國內強度等級最高的懸索橋主纜鋼絲,其總長度可繞地球三圈半,抗拉強度足以吊起一艘中型航母。
「『紡絲』之難,難於第一根。」第一根索股被稱為基準索,其定位精度直接決定後續168根索股的成敗。「第一股若有偏差,後續索股架設便會像『高空紡絲』時絲線纏繞、打結一樣,無法完成整體架設,甚至可能導致已架設索股報廢。」李向陽的生動比喻,道出了主纜架設的高風險與嚴苛技術要求。
在1760米的超大跨度上,溫度成為隱形「敵人」——白天精心調整到位的索股,夜間複測竟出現1厘米的偏移。「1厘米對普通人來說微不足道,但對主纜架設是絕對不能接受的誤差,它會直接影響後續纜夾安裝的貼合度和索力分布的均勻性。」李向陽說。經團隊徹夜分析,癥結終於找到:鋼絲對溫度變化極為敏感,晝夜溫差會導致索股熱脹冷縮,最大偏移可達10餘厘米,若不控制,將引發一系列連鎖問題。
為此,團隊將作業時間調整為夜間10點至早晨5點,此時溫度穩定、空氣濕度均衡,鋼絲「情緒」最平穩。為確保精度,李向陽安排技術人員進行了為期3天的現場精細調整和4天的高度複測校準,不放過任何一個細微偏差。
後續索股安裝誤差需嚴格控制在5毫米以內,挑戰更為艱巨。李向陽制定了「作戰方案」:將團隊分為前場測量和後場計算兩個專業班組,前場負責現場數據採集與索股調整,後場實時進行數據分析與指揮,實現數據實時聯動;將測量頻率從「不定時」改為「兩小時一次」,構建密集監控網絡,實時掌握索股位置變化;自主研發專用工裝稜鏡輔助測量,通過多重校驗進一步提升數據精度。當第169號索股的測量數據顯示全部合格時,團隊成員們激動地歡呼不已,5毫米的精度紅線被牢牢守住。
箱樑接龍 巧破長江航道吊裝困局
主纜架設完成後,大橋建設進入鋼箱樑吊裝關鍵階段。二航局承建的主樑分為6種類型、97個節段:淺水區36個節段最大重量333噸,相當於200多輛小轎車的總重量,深水區61個節段最大重量約270噸。這些「鋼鐵積木」的精準拚接,堪稱一場超高難度的「空中接龍」,對吊裝技術、設備性能和團隊協同提出了極高要求。
吊裝區域位於長江主航道「黃金通道」彎道處,日均通行船舶近千艘。傳統吊裝方法需同時限制兩側航道,存在重大安全隱患。團隊與海事局、航道管理部門反覆溝通、多輪推演後,創新採用分階段限航吊裝工法:依據每日航道流量監測,選擇航運低谷時段,先對一側航道實施警戒限航,快速完成第一節箱樑吊裝;待箱樑升至70米以上安全高度後,立即恢復該側航道通行,再對另一側航道限航吊裝第二節,確保航運與施工「兩不誤、雙安全」。
「最初吊裝深水區箱樑時,運樑船距離航道中心極近,貨船駛過激起的浪涌,會讓船上的人明顯感到晃動。」李向陽回憶道。船舶穩定性至關重要,哪怕輕微晃動都可能導致吊具與箱樑對接偏差。
為縮短定位時間,李向陽帶領技術團隊與船長反覆溝通,制定「粗定位+精定位」兩步式方案:吊具下放至45米時,藉助GPS定位系統進行粗定位,確保對接方向一致;下放至兩三米時,通過人工觀測與微調裝置精細校準位置。隨着施工推進,船長逐漸熟悉環境,對接時間從兩三小時縮短至一小時內,有時甚至無需精調便能一次性對接成功,施工效率大幅提升。
長江多變的天氣是另一大挑戰。「最擔心突如其來的強風和暴雨,強風會讓箱樑大幅擺動,暴雨會降低能見度,都直接威脅施工安全。」即便有着10年懸索橋建設經驗,李向陽也倍感頭疼。2023年7月中旬,團隊吊裝深水區箱樑至15米高度時,暴雨突至,箱樑在風雨中微微晃動。「不能放回江面!」李向陽當機立斷,「江面水流湍急且伴有漩渦,放回後可能無法復位,甚至發生傾覆。」他立即啟動應急方案,通過Windy風況軟件、衛星雲圖和專項氣象預報實時研判,15分鐘後暴雨停歇,順利將箱樑抬升至70米設計位置,成功化解危機。
外部環境挑戰重重,鋼箱樑內部施工環境同樣惡劣。夏季施工時,箱樑內部溫度超50℃,如同「巨型蒸籠」,技術人員在裏面焊接、塗裝作業,幾分鐘就渾身濕透。為改善作業環境、提高效率,團隊創新採用「邊架設、邊焊接」工藝,減少人員在箱樑內的停留時間;同時優化焊接順序與塗裝流程,依託經驗豐富的產業工人隊伍,將吊裝效率從每日2片提升至4片。同年9月23日,全橋97節鋼箱樑完成「空中接龍」,千米大橋雄姿初顯。
2024年11月底,120輛總重約4200噸的大貨車按預設路線駛上橋面,大橋迎來通車前的「終極大考」——動靜載試驗。測試持續數小時,傳感器實時採集橋樑應變、位移等數據,最終各項核心指標均符合設計要求,為通車築牢安全防線。次年4月23日晚,夜景照明工程完工,炫彩燈光照亮揚子江與金陵夜空,為大橋增添了靈動與璀璨。
如今,通車後的新生圩長江大橋車流如織、燈光璀璨。這座凝聚無數建設者智慧與心血的世界級工程,不僅是南京高質量發展的有力見證,更是中國橋樑建設技術的又一飛躍。它用鋼鐵之軀架起城市發展通途,以創新之力書寫着中國基建的新傳奇。